日照实验报告

建筑物理实验报告（建筑日照实验）班级：建筑172班姓名：朱昭江学号：201613403指导教师：周洪涛建筑物理实验室2019年10月实验日期：10.23小组成员：朱昭江刘耀雄戴恩泽李佳齐袁少臣胡震宇学生成绩：实验题目：建筑日照实验实验目的：了解三参数日照仪工作原理，了解棒影日照图的作用，通过日照仪直接获得任意地点、任意日期、任意时刻的太阳高度角和方位角；在日照仪上直接绘制棒影图；观察该地、该日，阴影变化情况实验内容：1、测试地区春秋分、夏至、冬至日的日出时间、日没时间，以及每隔一小时太阳的高度角和方位角。2、绘制地区夏至日、春秋分、冬至日的日照棒影图。实验步骤：1.棒影调零：将纬度盘刻度置于零点，时间刻度盘置于12点，赤纬度刻度盘位于3月21日春分和9月22日秋分的日期位置上，同时锁紧两端旋钮以固定该位置。挪动日照仪的位置，使棒处于无影的状态。2.实验过程松开锁紧的旋钮，调节纬度盘、赤纬度盘，将其调到北纬23度和3月22日（汕头市）。从12点开始测，松开时间刻度盘旋钮，转动支架，每隔一个小时测一次日照情况，测的是早上的时间，在每一个位置处记录影子尖端在图纸上的位置，并计算其影长、高度角、方位角等数据，分别记录三个季节的对应数据，记录完毕之后再图纸上绘制处棒影图（下午棒影图与上午对称）。实验测试表格及简单说明：汕头北纬23°春分时间项目日出日没67891011126：0018：00181716151413方位角AS±90°±84°±78°±69°±55±34°0°影长L（cm）∞∞∞219.95.63.62.42高度角hS00013.4°26.8°48.2°35.8°64.4°68.2°影的方位角AS’AS’=AS+1800汕头北纬23°夏至汕头北纬23°冬至绘制棒影日照图：北纬23°春分1.测量棒影图：时间项目日出日没67891011125：2018：40181716151413方位角AS112°-112°±111°±108°±103°±99.5°±96.0°±93.5°0°影长L（cm）∞∞∞10.56.84.32.51.20高度角hS5.7°5.7°12°19.6°27.7°38.3°50.2°62.0°90°影的方位角AS’AS’=AS+1800时间项目日出日没67891011126：5017：10181716151413方位角AS64°-64°±68°±61°±55°±45°±32°±18°0°影长L（cm）∞∞∞31.618.1107.35.85.3高度角hS4.3°4.3°004.6°9.8°14.2°62.0°16.7°影的方位角AS’AS’=AS+18002.真实棒影图：北纬23°夏至1.测量棒影图：2.真实棒影图：北纬23°冬至：1.测量棒影图：2.真实棒影图：实验结果分析及结论：一：春分棒影日照分析01020304050607080901006，187，178，169，1510，1411，1312春分方位角随时间变化图方位角05101520256，187，178，169，1510，1411，1312春分影长随时间变化图影长1.数据结论：春分时期，在上午，太阳的方位角随着时间的变化，太阳的方位角逐渐变小，下午则随着时间的变化，太阳的方位角逐渐变大。春分时期，影长随着时间的变化，在上午，影长随着时间的变化逐渐变小，下午则随着的变化逐渐变大。2.数据分析：如图所示，上午太阳从地平线向最高点移动的过程中，太阳的方位角从最大值逐渐减小，太阳方位角的大小关系与时期有关。对棒子的投影长度随着与高度角的增加，影长也逐渐增加，影长与太阳高度角呈反比关系，影响太阳高度角和方位角的因素包括三点：1.赤纬角，它表明季节的变化2.时角，它表明时间的变化3.地理纬度，它表明观察点所在地方的差异汕头北纬23°春分（标准）009084786955340009084786956352日出日没6，187，178，169，1510，1411，1312春分方位角测量值和真实值比较测量值真实值000219.95.63.62.4200020.19.65.83.72.52日出日没6，187，178，169，1510,1411,1312春分影长测量值和真实值比较测量值真实值3.实验误差分析：通过实验数据和真实数据的对比可以发现，测量数据与真实数据的偏差几乎不大，测量数据基本满足真实情况，以下就可能的误差进行分析：(1).归零误差在实验开始之前对于维度盘归零时由于人工操作误差，视觉误差或者周围的漫反射光线等因素造成对于归零的细微误差，以至于影响到后期对于各个时间点的测量都存在一定的偏差。(2).读数误差实验场地的周围环境存在不止一个光源，对于棒影的准确性产生了一定的干扰，棒影的边缘的顶端产生了一定的虚影，影响了对于影长实际长度的干扰，同时由于光线对于棒影的干扰，使得记录者对于读数和记录存在一定的误差。二：夏至棒影日照分析时间项目日出日没67891011126：0018：00181716151413方位角AS±90°±84°±78°±69°±56±35°0°影长L（cm）∞∞∞20.19.65.83.72.52高度角hS00013.9°27.6°40.9°53.2°63.3°67.6°影的方位角AS’AS’=AS+18000204060801001206，187，178，169，1510，1411，1312夏至方位角随时间变化图方位角0246810126，187，178，169，1510，1411，1312夏至影长随时间变化图影长1.数据结论：夏至时期，在上午，太阳的方位角随着时间的变化，太阳的方位角逐渐变小，下午则随着时间的变化，太阳的方位角逐渐变大。不同于春分时期，夏至日的太阳方位角较大夏至时期，影长随着时间的变化，在上午，影长随着时间的变化逐渐变小，下午则随着的变化逐渐变大。与春分时期相比，夏至日的影长较大。2.数据分析：夏至日时期，太阳直射南回归线，此时一年中太阳直射点的位置距离测试点的位置最近，汕头的纬度是北纬23°，几乎位于北回归线上，因此在正午十二点时，存在影长为0的情况发生，此时太阳的高度角为90度。根据测试点日出日落时的的影长变化趋势可以发现，相较于春分时期，时影长较短，根据影长和太阳高度角的反比关系可与计算出太阳高度角，夏至日时期太阳高度角相较于春分时期，太阳高度角明显较高。日出较早，而日落较晚，一年中白天的时间最长。汕头北纬23°夏至（标准）时间项目日出日没67891011125：1818：42181716151413方位角AS115.6°-115.6°±111°±107°±103±99.8±96.9±94.80°020406080100120140日出日没6，187，178，169，1510.1411，1312夏至方位角数据测量值与真实值比较测量值真实值02468101214日出日没6，187，178，169，1510，1411，1312夏至影长测量值和真实值比较测量值真实值3.实验误差分析：通过实验数据和真实数据的对比可以发现，测量数据与真实数据的整体偏差几乎不大，测量数据基本满足真实情况，但是在日出日落时期附近的的方位角和影长测量数据差距较大，以下就可能的误差进行分析：1.测量误差：在日出和日落期间影长的角度和长度变化较为迅速，由于部分纸张大小的原因，在日出和日落期间的影长测量产生了较大的误差。2.仪器精度日出和日落的时间点不是整点时刻，而使用的纬度盘对于整点时刻的精度较高，在非整点时刻无法进行固定，因此对于测量的精度产生了较大的干扰，无法得到准确的方位角和影长的尺度。三：冬至棒影日照分析°°°°影长L（cm）∞∞∞12.47.14.42.61.20高度角hS008.9°21.9°35.3°48.8°62.5°76.2°90°影的方位角AS’AS’=AS+1800010203040506070806，187，178，169，1510，1411，1312冬至方位角随时间变化图方位角051015202530356，187，178，169，1510，1411，1312冬至影长随时间变化图影长1.数据结论：冬至时期，在上午，太阳的方位角随着时间的变化，太阳的方位角逐渐变小，下午则随着时间的变化，太阳的方位角逐渐变大。不同于夏至时期，东至日的太阳方位角较小。冬至时期，影长随着时间的变化，在上午，影长随着时间的变化逐渐变小，下午则随着的变化逐渐变大。与夏至时期相比，东至日的影长较大。2.数据分析：冬至日时期，太阳直射北回归线，此时一年中太阳直射点的位置距离测试点的位置最远，汕头的纬度是北纬23°，因此在正午十二点时，影长相较于一年中最长。根据测试点日出日落时的的影长变化趋势可以发现，相较于夏至时期，冬至影长较长，根据影长和太阳高度角的反比关系可与计算出太阳高度角，冬至日时期太阳高度角相较于春分时期，太阳高度角明显较小。日出较晚，而日落较早，一年中白天的时间最短。汕头北纬23°冬至（标准）时间项目日出日没67891011126：4217：18181716151413方位角AS64.4°-64.4°±68.3°±62.6±55°±46°±32°±18°0°影长L（cm）∞∞∞79.418.1107.15.75.3高度角hS4.3°4.3°03.6°15.5°26.2°35.2°41.3°43.6°影的方位角AS’AS’=AS+18006464686155453218064.464.468.362.6554632180日出日没6，187，178，169，1510，1411，1312冬至日方位角测量值和真实值比较测量值真实值00061.618.1107.35.85.300079.418.1107.15.75.3日出日没6，187，178，169，1510，1411，1312冬至影长测量值和真实值比较测量值真实值3.实验误差分析：通过实验数据和真实数据的对比可以发现，测量数据与真实数据的整体偏差几乎不大，测量数据基本满足真实情况，但是在日出日落时期附近的的方位角和影长测量数据差距较大，以下就可能的误差进行分析：（1）测量误差：在日出和日落期间影长的角度和长度变化较为迅速，由于部分纸张大小的原因，在日出和日落期间的影长测量产生了较大的误差。实验对你的启发：通过这次实验更加了解到了日照与建筑的关系。在炎热地区，我们应该防止室内过热，夏季需要避免过量的直射阳光进入室内，特别是恒温恒湿的纺织车间，高温的冶炼车间等更要注意，另一方面应该避免眩光和防止起化学作用的建筑，如展览室，绘图室，阅览室，精密仪器等车间，都需要限制阳光直射在工作面和物体上，以免发生危害。在北方地区，应该避免室内采光的不足，造成室内温度过低，尤其是东北寒地地区对于阳光的要求更高，更加需要加大采光面积，做好建筑保温。建筑日照设计的主要目的是根据建筑的不同使用要求，采取措施使房间内部获得适当的而又不过量的太阳直射光。室内的采光情况将对建筑的使用品质带来巨大的变化与影响。这次日照实验对于日常学习也产生了许多的感受。需要加强自己的动手能力，动手能力对于需要精确数据的实验、作业，甚至工作生活都是及其重要的，只有不断锻炼，提高自己的动手能力，才能保质保量的完成任务。日照棒影图可以用于确定建筑物的阴影区和日照区，还可以利用棒影日照图求出采光口在室内地面或墙面上的投影即室内日照区，了解室内日照面积与变化范围，对室内地面，墙面等接收太阳辐射所得的热量计算，窗口的形式与尺寸及室内的日照深度等，均有很大的关系。还可以利用棒影图确定建筑物的日照时间和遮阳尺寸。团队的力量是不容忽视的，有些事情与个人能力的高与低没有太大关系，只要团队中的每个人员能够了解自己的定位，各司其职，各自发挥自己的特长，才能为整个团队奉献出完美的一块拼图，最后完善整项工作。前期的准备对于实验的完成非常重要，做实验前，了解课题，掌握基础知识，充分认识器材，理解实验目的。在做实验时做到胸有成竹，懂得每一步过程的方法，目的以及意义。善始善终是做好每一项实验乃至做好每件事的不可或缺的因素。无论实验做得多么完美，没有最后精炼的总结以及数据